原子物理学碱金属原子的光谱

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1、§4.1碱金属原子的光谱一、碱金属原子的光谱各个碱金属原子的光谱具有相似的结构，光谱线也类似于氢原子光谱，可分成几个线系，一般观察到的有四个线系，分别称为主线系、第一辅线系(或称漫线系、第二辅线系(或称锐线系)和柏格曼系(基线系)。（1）主线系（theprincipalseries）：谱线最亮，波长的分布范围最广，第一呈红色，其余均在紫外。（2）第一辅线系（漫线系thediffuseseries）：在可见部分，其谱线较宽，边缘有些模糊而不清晰，故又称漫线系。（3）第二辅线系（锐线系thesharpseries）：第一条在红外，其余均在可见区

2、，其谱线较宽，边缘清晰，故又称锐线系。锐线系和漫线系的系限相同，所以均称为辅线系。（4）柏格曼系（基线系thefundamentalseries）：波长较长，在远红外区，它的光谱项与氢的光谱项相差很小，又称基线系。二、线系公式H原子光谱：当时，Þ系限。里德伯研究发现，与氢光谱类似，碱金属原子的光谱线的波数也可以表示为二项之差：Þ碱金属原子的里德伯公式、：有效量子数。当时，Þ系限。1．有效量子数H原子：主量子数n是整数碱金属原子：、不是整数Þ有效量子数2．量子数亏损、和整数之间有一个差值，用表示，Þ量子数亏损与无关，与有关，大，小，0、1、2

3、、3……Þ3．光谱项Û，Û4．电子状态符号电子状态用量子数、、描述对一定的，=0、1、2……-1，共个值。对一定的，=0、±1、±2……±，共2+1个值。=0、1、2、3、4……Ûs、p、d、f、g……表4.1列出了从锂原子的各个线系算出的、以及，从表中可以看出：(1)一般略小于，只有个别例外。(2)同一线系的差不多相同，即相同的大概相同。(3)不同线系的不同，且愈大，愈小。(4)每个线系的系限波数恰好等于另一个线系的第二项的最大值。总结以上所述，锂原子的四个线系，可用下列公式表示：主线系：Þ第一辅线系：Þ第二辅线系：Þ柏格曼系：Þ对钠原子

4、光谱，也有同样形式的四个线系公式：主线系：Þ第一辅线系：Þ第二辅线系：Þ柏格曼系：Þ三、锂原子的能级图1．碱金属原子的能量与n、l两个量子数有关，表示为。一个n，对应n个能级。而且2．锂原子基态：2s，第一激发态：2p，电离电势：第一激发电势：例：已知钾原子基态为4s，其共振线(主线系第一条谱线)波长为766.5nm，主线系线系限为285.8nm，试求：(1)4s、4p的量子数亏损、的值。(2)钾原子的电离能。解：钾原子主线系的波数公式：当时，钾原子的共振线：Þ基态能量：